DE2903789A1

DE2903789A1 - High temp. gas cooled reactor absorber rod - guiding coolant gas down centre and up outer annulus

Info

Publication number: DE2903789A1
Application number: DE19792903789
Authority: DE
Inventors: Claus Dr Ing Elter; Hermann Dipl Ing Schmitt; Josef Dipl Ing Schoening
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1979-02-01
Filing date: 1979-02-01
Publication date: 1980-08-07
Also published as: DE2903789C2

Abstract

A high-temp. gas-cooled reactor is fitted with absorber rods which are moved directly into the pebble pile. The coolant gas passes in the absorber rod centrally downward along one of the concentric jackets for the absorber part. After deflection at the point bottom end the gas flows up in the outer annulus to the exit holes at a given height above the point. This eliminates any possible high temp. differential or stresses in the material along the absorber rod and at its point.

Description

Gasgekühlter Hochtemperaturreaktor Gas-cooled high temperature reactor

Die Erfindung bezieht sich auf einen gasgekühlten Hochtemperaturreaktor mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente mit direkt in die Schüttung einfahrbaren gasgekühlten Absorberstäben, deren Kühlgaszufuhr im oberen Bereich des Absorberstabes erfolgt und die drei ineinander angeordnete Hüllrohre aus Stahl aufweisen, von denen zwei Hüllrohre den Absorberteil gasdicht umschließen und mindestens eines der drei Hüllrohre als Tragrohr ausgebildet ist, wobei zwischen dem äußeren und dem mittleren Hüllrohr ein Ringspalt vorgesehen und der zentrale Innenraum des Absorberstabes für den Durchtritt von Kühlgasen frei ist.The invention relates to a gas-cooled high temperature reactor with a pile of spherical fuel assemblies that can be moved directly into the pile gas-cooled absorber rods, the cooling gas supply in the upper area of the absorber rod takes place and which have three steel cladding tubes arranged one inside the other, of which two ducts enclose the absorber part in a gas-tight manner and at least one of the three Cladding tubes is designed as a support tube, with between the outer and the middle Cladding tube provided an annular gap and the central interior of the absorber rod is free for the passage of cooling gases.

Es ist bekannt, die Regelung bzw. Abschaltung von sogenannten Kugelhaufenreaktoren mit Hilfe von Absorberstäben vorzunehmen, die ohne eine besondere Führung wie Rohre, Nasen oder dergleichen direkt in die Brennelementschüttung eingefahren werden.It is known to control or switch off so-called pebble bed reactors with the help of absorber rods, which without a special guide such as pipes, Noses or the like are retracted directly into the fuel assembly.

Aus der DE-OS 28 28 975 ist ein gasgekühlter Hochtemperaturreaktor mit einer Schüttung kugelförmiger Brennelmente und direkt in die Schüttung einfahrbarer Absorberstäbe bekannt.DE-OS 28 28 975 discloses a gas-cooled high-temperature reactor with a pile of spherical fuel elements and can be moved directly into the pile Known absorber rods.

Jeder der hier zum Einsatz kommenden Absorberstäbe ist zylinderförmig ausgebildet und weist eine kegelstumpfartige Spitze auf. Diese besitzt eine der Form der Brennelemente angepaßt Ausnehmung. Der Absorberstab besteht aus drei koaxial zueinander angeordneten Hüllrohren aus Stahl von denen das innere und das mittlere Hüllrohr gasdicht den Absorberteil umschließen.Each of the absorber rods used here is cylindrical formed and has a frustoconical tip. This owns one of the Shape of the fuel assemblies adapted to the recess. The absorber rod consists of three coaxial mutually arranged steel ducts of which the inner and the middle Cladding tube enclose the absorber part in a gas-tight manner.

Das äußere oder das innere Hüllrohr sind hierbei als Tragrohr ausgebildet. Eines dieser beiden Rohre übernimmt in diesem Fall die Tragfunktion und die Kraftübertragung bei Stabbewegungen. Es besitzt eine entsprechende Wanddicke. Zwischen dem mittleren und äußeren Hüllrohr befindet sich ein Ringspalt.The outer or the inner cladding tube are designed as a support tube. In this case, one of these two tubes takes on the load-bearing function and the power transmission with rod movements. It has a corresponding wall thickness. Between the middle one and outer cladding tube there is an annular gap.

Am mittleren Hüllrohr sind Kühlrippen angebracht, die sich in den Ringspalt hinein erstrecken. Im oberen Teil des Absorberstabes sind mehrere Schlitze für den Eintritt des Kühlgases vorgesehen. Die Stabspitze besitzt Austrittsöffnungen, die mit dem Inneren, des inneren Hüllrohres in Verbindung stehen.Cooling fins are attached to the middle cladding tube, which are located in the Extend into the annular gap. There are several slots in the upper part of the absorber rod intended for the entry of the cooling gas. The tip of the rod has exit openings, which are connected to the interior of the inner cladding tube.

Weitere Schlitze für den Kühlgasaustritt sind am unteren Ende des äußeren Hüllrohres vorgesehen. Ein Teil des aus dem Kaltgasbereich kommenden Gasstromes wird abgezweigt und in jeden der Absorberstäbe eingeleitet. Das im oberen Bereich des Absorberstabes eintretende Kühlgas wird in zwei Gasströme aufgeteilt. Eine gewisse Gasmenge wird durch das Innere des inneren Hüllrohres und die andere Gasmenge durch den zwischen dem äußeren und dem mittleren Hüllrohr gebildeten Ringspalt geleitet. Die gesamte Gasmenge tritt durch die oben erwähnten Schlitze an der Spitze des Absorberstabes wieder aus.Further slots for the cooling gas outlet are at the lower end of the outer cladding tube provided. Part of the gas flow coming from the cold gas area is branched off and introduced into each of the absorber rods. That in the upper area The cooling gas entering the absorber rod is divided into two gas streams. A certain Amount of gas is through the interior of the inner cladding tube and the other amount of gas through guided the annular gap formed between the outer and the middle cladding tube. The entire amount of gas passes through the above-mentioned slots at the tip of the absorber rod out again.

Aus der DE-OS 12 63 939 sind ebenfalls Absorberstäbe bekannt.From DE-OS 12 63 939 absorber rods are also known.

Diese weisen eine äußere Stahlumhüllung, das Neutronen absorbierende Material und ein inneres Tragrohr auf, das die Tragfunktion und die Kraftübertragung bei Startbewegungen in der Brennelementschüttung übernimmt. Zur Kühlung der Absorberstäbe wird ein Teilstrom des Kühlgases aus dem Bereich oberhalb der Spaltzone durch das Innere der Tragrohre geleitet, der durch Öffnungen in den Stabspitzen wieder austritt.These have an outer steel casing that absorbs neutrons Material and an inner support tube that has the support function and the power transmission takes over during take-off movements in the fuel assembly. For cooling the absorber rods will a partial flow of the cooling gas from the area above the gap zone through the interior the support tube, which exits through openings in the rod tips.

Die äußere Umhüllung jedes Absorberstabes wird direkt von dem durch die Brennelement-Schüttung strömenden Kühlgas(benetzt und ist somit einer höheren Temperatur ausgesetzt als das Tragrohr. Infolge der Wärmeproduktion in den Absorberstäben durch Neutronen- und Gamma-Einfang liegt die Temperatur der äußeren Umhüllung grundsätzlich über der des umgebenden Kühlgases in der Brennelementschüttung. Der Einsatz der bekannten Stabkonstruktion ist daher durch die Temperaturgrenzwerte des verwendeten Hüllrohrmaterials auf Kernreaktoren mit mäßig hohen Kernaustrittstemperaturen (ca. 7500 C) beschränkt. Bei Verwendung der bekannten Absorberstäbe in Kernreaktoren mit höheren Kernaustrittstemperaturen des Kühlgases (ca. 850" bis 950" C) müssen die zulässigen Stabeinfahrtiefen reduziert werden, wodurch sich erhebliche Einschränkungen bei der Realisierung verfahrenstechnisch einfacher Abschaltkonzepte ergeben würden.The outer covering of each absorber rod is directly from the through the fuel element bed flowing cooling gas (wetted and is therefore a higher Exposed to temperature than the support tube. As a result of the heat production in the absorber rods due to neutron and gamma capture, the temperature of the outer shell is basically above that of the surrounding cooling gas in the fuel assembly. The use of the known rod construction is therefore used by the temperature limits of the Cladding tube material on nuclear reactors with moderately high core outlet temperatures (approx. 7500 C). When using the known absorber rods in nuclear reactors with higher core outlet temperatures of the cooling gas (approx. 850 "to 950" C) the permissible rod entry depths are reduced, which results in considerable restrictions process-technically simple shutdown concepts would result in the implementation.

Bei Kernreaktoren mit blockförmigen Brennelementen ist es bekannt, die Außenfläche der Absorberstäbe mit Hilfe des umlaufenden-Kühlmittels zu kühlen. Die Absorberstäbe sind bei diesen Kernreaktoren verschiebbar in vertikalen, den Reaktorkern durchsetzenden Führungsrohren angeordnet, die fest installiert sind. Die Führungsrohre sind ständig strömungsmäßig parallel zu den in dem Reaktorkern befindlichen Kühlkanälen geschaltet und werden in ihrer:-ganzen Länge von dem Kühlmittel durchströmt. In den DE-AS 11 21 240 und 12 48 823 sind derartige Absorberstabkühleinrichtungen beschrieben.In the case of nuclear reactors with block-shaped fuel assemblies, it is known to cool the outer surface of the absorber rods with the help of the circulating coolant. In these nuclear reactors, the absorber rods can be moved in vertical directions Reactor core penetrating guide tubes arranged, which are permanently installed. The guide tubes are always fluidly parallel to those in the reactor core located cooling channels and are switched in their: -The entire length of the coolant flows through. In DE-AS 11 21 240 and 12 48 823 such absorber rod cooling devices are described.

Aus der DE-OS 18 03 067 ist eine weitere Anordnung zur Kühlung von Regelungselementen bekannt, die ebenfalls in fest angeordneten Führungsrohren bewegt werden. Die Führungsrohre weisen einen hexagonalen Querschnitt auf. In jedem Führungsrohr ist ein Bündel von Absorberstäben installiert, das von der Umhüllung mit ebenfalls hexagonalem Querschnitt umgeben ist. Das gas- oder dampfförmige Kühlmittel wird zunächst in einem Spalt zwischen der Umhüllung und dem Führungsrohr nach oben geleitet, tritt in das Bündel der Absorberstäbe ein und strömt zwischen den Absorberstäben des Bündels nach unten.From DE-OS 18 03 067 is another arrangement for cooling Known control elements that also move in fixed guide tubes will. The guide tubes have a hexagonal cross section. In each Guide tube is a bundle of absorber rods installed from the cladding is also surrounded by a hexagonal cross-section. The gaseous or vaporous coolant is first up in a gap between the casing and the guide tube guided, enters the bundle of absorber rods and flows between the absorber rods of the bundle down.

Zum Stand der Technik gehört ferner die Kühlung einer Regelgruppe für einen Kernreaktor, bei der eine aus Brennstoffelementen und eine aus Absorberelementen gebildete Sektion untereinander in einem Gehäuse angeordnet sind, daß in einer fest in der Spaltzone installierten Hülse verschiebbar ist. Das Kühlmittel durchströmt nacheinander die Sektion der Brennstoff- und der Absorberelemente sowie den ringförmigen Spalt zwischen dem bewegbaren Gehäuse und der ortsfesten Hülse, wie in der DE-PS 24 23 027 dargestellt. Um den thermischen Wirkungsgrad des Kernreaktors zu erhöhen, wird ein Teil des Kühlmittelstromes nach Durchtritt durch die Sektion der Brennstoffelemente aus dem bewegbaren Gehäuse abgeleitet und dem ringförmigen Spalt um dieses Gehäuse zugeführt.The prior art also includes the cooling of a control group for a nuclear reactor, one made of fuel elements and one made of absorber elements formed section are arranged one below the other in a housing that in a fixed is slidable sleeve installed in the crevice zone. The coolant flows through one after the other the section of the fuel and the absorber elements as well as the annular ones Gap between the movable housing and the stationary sleeve, as in DE-PS 24 23 027 shown. To increase the thermal efficiency of the nuclear reactor, becomes part of the coolant flow after passing through the section of the fuel elements derived from the movable housing and the annular gap around this housing fed.

Von diesem Stand der Technik wird bei der Erfindung ausgegangen, wobei ihr die Aufgabe zugrunde liegt, einen Absorberstab für einen gasgekühlten Hochtemperaturreaktor der eingangs genannten Art so zu schaffen, daß die Ausbildung einer hohen Temperaturdifferenz und das Auftreten von Materialspannungen längs des Absorberstabes und in der Spitze des Absorberstabes unterbunden werden.The invention is based on this prior art, wherein it is based on the task of an absorber rod for a gas-cooled high-temperature reactor to create the type mentioned so that the formation of a high temperature difference and the occurrence of material stresses along the absorber rod and in the tip of the absorber rod are prevented.

Die Aufgabe wird bei dem Absorberstab der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Weg des Kühlgasstromes in den Absorberstab von oben durch Eintrittsöffnungen entlang des einen den Absorberteil umschließenden Hüllrohres bis zum unteren Ende des Absorberteiles geführt und entlang des anderen den Absorberteil umschließenden Hüllrohres bis zu den in einer vorgebbaren Mindesthöhe über der Spitze des Absorberstabes angeordneten Austrittsöffnungen geleitet ist.In the case of the absorber rod of the type mentioned at the beginning, the task is thereby achieved solved that the path of the cooling gas flow into the absorber rod from above through inlet openings along the one jacket tube surrounding the absorber part to the lower end of the absorber part and along the other the absorber part surrounding cladding tube up to a minimum height that can be specified above the top the absorber rod arranged outlet openings is passed.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Kühlgasstrom von oben durch den Innenraum des Hüllrohres entlang dessen Innenwand bis zur Spitze des Absorberstabes geführt, dort umgelenkt und im Ringspalt zwischen dem mittleren und dem äußeren Hüllrohr bis zu den Austrittsöffnungen geleitet.In one embodiment of the invention, the cooling gas flow is from above through the interior of the cladding tube along its inner wall to the tip of the absorber rod, deflected there and in the annular gap between the middle one and the outer cladding tube up to the outlet openings.

In vorteilhafter Weise sind für den Austritt des so geleiteten Kühlgasstromes vom Ringspalt ausgehende, das äußere Hüllrohr durchsetzende Austrittsöffnungen vorgesehen. Diese sind mindestens in einer Ebene rund um den Ringspalt angeordnet.Advantageously, the cooling gas flow guided in this way is allowed to exit outgoing from the annular gap, the outer cladding tube penetrating outlet openings are provided. These are arranged around the annular gap in at least one plane.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der Kühlgasstrom von oben in dem Ringspalt zwischen dem äußeren und dem mittleren Hüllrohr bis zur Spitze des Absorberstabes geführt, dort umgelenkt und innerhalb des inneren Hüllrohres bis zu den Austrittsöffnungen geleitet.In a second embodiment of the invention, the cooling gas flow from above in the annular gap between the outer and the middle cladding tube to Tip of the absorber rod out, deflected there and inside the inner cladding tube guided to the outlet openings.

In vorteilhafter Weise sind für den Austritt des so geführten Kühlgasstromes von innerhalb des inneren Hüllrohres aus rundum mehrere nach außen führende, die drei Hüllrohre durchsetzende, gegen den Absorberteil und den Ringspalt hermetisch abgetrennte Austrittsöffnungen nach außen geführt. Die Austrittsöffnungen sind in mindestens einer Ebene rund um das innere Hüllrohr angeordnet.Advantageously, there are for the exit of the cooling gas flow guided in this way from inside the inner cladding tube from all around several leading to the outside, the three cladding tubes penetrating, hermetically against the absorber part and the annular gap separated outlet openings led to the outside. The outlets are in arranged around the inner cladding tube in at least one plane.

In vorteilhafter Weise liegen die Austrittsöffnungen für den durch den Absorberstab geführten Kühlgasstrom im oberen Teilbereich des Absorberstabes. Es ist auch möglich, jedoch nicht unbedingt erforderlich, die Austrittsöffnungen über dem Absorberteil, d.h. oberhalb des inneren und mittleren Hüllrohres anzuordnen.Advantageously, the outlet openings for the through the absorber rod guided cooling gas flow in the upper part of the absorber rod. It is also possible, but not absolutely necessary, to use the outlet openings to be arranged above the absorber part, i.e. above the inner and middle cladding tube.

In vorteilhafter Weise werden die Austrittsöffnungen für den Kühlgasstrom so angeordnet, daß sie bei voll in die Brennelementschüttung eingefahrenen Absorberstab oberhalb der Kugelhaufenoberfläche positioniert sind. Die Umlenkung des Kühlgasstromes an der Spitze des Absorberstabes und dessen Austritt am Zylindermantel in einer Entfernung von einigen Metern oberhalb der Stabspitze bringt mehrere Vorteile mit sich. Als eine der wesentlichsten Verbesserungen ist die Tatsache anzusehen, daß eine stetige Materialverteilung an der Spitze des Absorberstabes gewährleistet wird. Da die Austrittsöffnungen weiter oben liegen, kommt es zu keinen Durchbrüchen und somit wird die Bildung von Spannungsspitzen durch Kerben vermieden. Ferner treten dadurch an der Spitze des Absorberstabes nur sehr geringe Temperaturdifferenzen auf, wodurch es zur Ausbildung von nur sehr geringen Wärmespannungen kommen kann. Der durch den Absorberstab geleitete Kühlgasstrom kann aus dem Kaltgasbereich abgeleitet sein.The outlet openings for the cooling gas flow are advantageously arranged so that they are fully retracted into the fuel assembly absorber rod positioned above the pebble surface. The deflection of the cooling gas flow at the tip of the absorber rod and its exit at the cylinder jacket in one A distance of a few meters above the tip of the rod has several advantages themselves. One of the most significant improvements is the fact that a constant material distribution at the tip of the absorber rod is guaranteed. Since the outlet openings are higher up, there are no breakthroughs and this avoids the formation of stress peaks due to notches. Further step therefore only very small temperature differences at the tip of the absorber rod on, which can lead to the formation of only very low thermal stresses. The cooling gas flow passed through the absorber rod can be derived from the cold gas area be.

Ferner ist es auch möglich, durch den Absorberstab geleiteten Kühlgasstrom einem mit Fremdgas gefüllten Gasspeicher zu entnehmen.Furthermore, it is also possible to have a flow of cooling gas passed through the absorber rod to be taken from a gas storage tank filled with foreign gas.

Die für den Austritt des Gasstromes im Bereich des Zylindermantels des Absorberstabes vorgesehenen Austrittsöffnungen sind als Schlitze ausgebildet.The one for the exit of the gas flow in the area of the cylinder jacket The outlet openings provided in the absorber rod are designed as slots.

In vorteilhafter Weise wird die Tragfunktion von dem äußeren Hüllrohr des Absorberstabes übernommen, das als spezielles Tragrohr ausgebildet ist. Zu diesem Zweck weist er die hierfür erforderlichen Abmessungen auf.The supporting function is advantageously provided by the outer cladding tube taken over of the absorber rod, which is designed as a special support tube. To this Purpose, it has the dimensions required for this.

Der durch den Absorberstab geleitete Kühlgasstrom kann also auf zwei unterschiedlichen Wegen bis zur Spitze des Absorberstabes geführt, dort umgelenkt und zu den Austrittsöffnungen nach oben zurückgeführt werden. Der Kühlgasstrom wird jedoch in beiden Fällen beidseitig des Absorberteils vorbei geleitet.The cooling gas flow passed through the absorber rod can therefore be split into two different ways led to the tip of the absorber rod, deflected there and returned to the outlet openings upwards. The cooling gas flow is However in both cases passed on both sides of the absorber part.

Die im Absorberteil erzeugte Wärme wird radial zu diesem Kühlgasstrom hin abgeleitet. Der an den Austrittsöffnungen des Absorberstabes austretende Gasstrom wird dem Warmgasbereich zugeführt. Der vor oder nach der Umlenkung an der Spitze des Absorberstabes durch den Ringspalt zwischen dem äußeren und dem mittleren Rohr strömende Kühlgasstrom kühlt auch das äußere Hüllrohr, dessen Temperatur somit zwischen der Gastemperatur in dem Ringspalt und der Temperatur des die Brennelementschüttung durchströmenden Kühlgases liegt. Die Temperatur des äußeren Hüllrohres ist daher grundsätzlich niedriger als diejenige des Kühlgases im Reaktorkern in der Umgebung des Absorberstabes. Bei geeigneter Parameterwahl lassen sich somit hinreichend niedrige Materialtemperaturen aller Hüllrohre erreichen. Es ist daher möglich die erfindungsgemäß ausgebildeten Absorberstäbe auch bei Hochtemperaturreaktoren mit hohen Kühlgasaustrittstemperaturen zur Anwendung zu bringen. Insbesondere können sie in mit Gasturbomaschinen gekoppelten Kernreaktoren eingesetzt werden. Bei derartigen Kernreaktoranlagen mit geschlossenem Kühlgaskreislauf (Einkreisanlagen) erreicht die Gastemperatur im Reaktorkern bereits in 1,5 m Tiefe Werte von 750" bis 800" C, da das Kühlgas mit einer Temperatur in den Reaktorkern eintritt, die um ca. 200° C höher liegt als die Kühlgaseintrittstemperatur bei sogenannten Zweikreisanlagen. Die angegebenen Werte gelten für den Fall, daß bei einer solchen Einkreisanlage ein Beschickungsverfahren angewandt wird, bei dem die Brennelemente nach einmaligen Durchlauf durch den Reaktorkern den gewünschten Endabbrandzustand erreicht haben (was aufgrund der sich einstellenden Leistungsdichteverteilung zu einem steilen Anstieg der Kühlgastemperatur im oberen Drittel des Reaktorkerns führt). Eine solche Gasturbinenanlage ist aus der DE-OS 26 39 877 bekannt. Sie besteht aus dem Kernreaktor, der in der mit einem Liner ausgekleideten Kaverne eines Druckbehälters untergebracht ist, mindestens einer Turbine mit HD- und gegebenenfalls ND-Verdichter sowie einer Anzahl von Rekuperatoren, Vorkühlern und gegebenenfalls Zwischenkühlern. Die genannten Kreislaufkomponenten sind im gleichen Druckbehälter wie der Kernreaktor installiert. Der Liner der den Kernreaktor enthaltenen Kaverne wird bei dieser Anlage mit Kreislaufgas niedriger Temperatur - im folgenden Kaltgas genannt - gekühlt, wobei das gesamte aus dem HD-Verdichter austretende Gas vor seinem Eintritt in die Rekuperatoren an der Oberfläche des Liners vorbei geleitet wird. Die Temperatur dieses Kaltgases beträgt ca. 110° C.The heat generated in the absorber part is radial to this cooling gas flow derived. The gas flow emerging at the outlet openings of the absorber rod is fed to the hot gas area. The one before or after the diversion at the top of the absorber rod through the annular gap between the outer and the middle tube The flowing cooling gas stream also cools the outer cladding tube, its temperature thus between the gas temperature in the annular gap and the temperature of the fuel assembly flowing through cooling gas lies. The temperature of the outer cladding tube is therefore generally lower than that of the cooling gas in the reactor core in the vicinity of the absorber rod. With a suitable choice of parameters, sufficiently low values can thus be achieved Reach material temperatures of all ducts. It is therefore possible according to the invention trained absorber rods even in high-temperature reactors with high cooling gas outlet temperatures to apply. In particular, they can be coupled with gas turbine engines Nuclear reactors are used. In such nuclear reactor plants with closed The cooling gas circuit (single circuit systems) has already reached the gas temperature in the reactor core at a depth of 1.5 m values from 750 "to 800" C, since the cooling gas has a temperature in enters the reactor core, which is around 200 ° C higher than the cooling gas inlet temperature with so-called two-circuit systems. The values given apply in the event that In such a single-circuit system, a charging process is used in which the fuel assemblies the desired after a single pass through the reactor core Have reached the final burn-up state (which is due to the resulting power density distribution to a steep rise in the cooling gas temperature in the upper third of the reactor core leads). Such a gas turbine system is known from DE-OS 26 39 877. she consists from the nuclear reactor, which is in the liner-lined cavern of a pressure vessel is housed, at least one turbine with HP and possibly LP compressor as well as a number of recuperators, pre-coolers and possibly Intercoolers. The circuit components mentioned are in the same pressure vessel how the nuclear reactor installed. The liner of the cavern containing the nuclear reactor is used in this system with low-temperature cycle gas - hereinafter referred to as cold gas called - cooled, with all the gas emerging from the HP compressor in front of its Entry into the recuperators is directed past the surface of the liner. The temperature of this cold gas is approx. 110 ° C.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung wird der durch die Absorberstäbe zu leitende Kühlgasstrom aus diesem Kaltgasbereich abgeleitet. Das Kaltgas wird in an sich bekannter Weise nach Austritt aus dem ED-Verdichter in einer Gasleitung, die koaxial zu der seitlich unten aus dem Kernreaktor austretenden Heißgasleitung verläuft, in die Reaktorkaverne geführt und strömt in einem Ringraum zwischen dem thermischen Seitenschild und dem Liner nach oben. Darauf gelangt es in einen zwischen dem thermischen Deckschild und dem Liner befindlichen Raum, von dem aus das Kaltgas den einzelnen Absorberstäben zugeleitet wird. Die Absorberstäbe weisen in ihrem oberen Teil rundum eine Anzahl von Schlitzen für den Kühlgaseintritt auf.According to an advantageous further development of the invention, the through the absorber rods to be conducted cooling gas flow derived from this cold gas area. The cold gas is released in a manner known per se after exiting the ED compressor in a gas line which is coaxial to the one emerging from the nuclear reactor at the bottom at the side Hot gas line runs, led into the reactor cavity and flows in an annular space up between the thermal side shield and the liner. It gets to that into a space located between the thermal cover shield and the liner, from from which the cold gas is fed to the individual absorber rods. The absorber rods have a number of slots all around in their upper part for the cooling gas inlet on.

Die Absorberstäbe können so ausgebildet werden, daß ihnen für ihre Kühlung auch ein Fremdgas zugeleitet werden kann.The absorber rods can be designed so that they for their A foreign gas can also be fed in for cooling.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert und der mit ihr erzielbare Fortschritt dargestellt.The invention is explained below with reference to the drawings and the progress that can be achieved with it is shown.

Es zeigen: Fig. 1 einen Absorberstab im Längsschnitt mit Austrittsöffnungen für den Kühlgasstrom im äußeren Hüllrohr; Fig. 2 eine Variante des in Fig. 1 gezeigten Absorberstabes; Fig. 3 einen Absorberstab im Längsschnitt mit Austrittsöffnungen für den Kühlgasstrom, die vom innersten Hüllrohr nach außen geführt sind; Fig. 4 eine Variante des in Fig. 3 gezeigten Absorberstabes; Fig. 5 einen Quschnitt durch einen Hochtemperaturreaktor; Fig. 6 einen Längsschnitt nach der Linie II-II durch den in Fig. 5 gezeigten Hochtemperaturreaktor; Fig. 7 einen einzelnen im Reaktor angeordneten Absorberstab im Längsschnitt; Fig. 8 den in Fig. 7 dargestellten Absorberstab in ausgefahrener Position.They show: FIG. 1 an absorber rod in longitudinal section with outlet openings for the cooling gas flow in the outer cladding tube; Fig. 2 shows a variant of the absorber rod shown in FIG. 1; 3 shows an absorber rod in longitudinal section with outlet openings for the cooling gas flow from the innermost cladding tube to the outside are led; FIG. 4 shows a variant of the absorber rod shown in FIG. 3; Fig. 5 shows a section through a high-temperature reactor; 6 shows a longitudinal section according to the line II-II through the high temperature reactor shown in Figure 5; Fig. 7 a individual absorber rod arranged in the reactor in longitudinal section; Fig. 8 shows the in Fig. 7 shown absorber rod in the extended position.

Der in Fig. 1 dargestellte Absorberstab 1 umfaßt im wesentlichen drei zylindrische Hüllrohre 2, 3 und 4, einen Absorberteil 5 und eine Spitze 6. Die drei Hüllrohre sind bei diesem Ausführungsbeispiel aus Stahl gefertigt. Ihre Durchmesser sind so gewählt, daß sie koaxial zueinander angeordnet werden können. Dabei ist das Hüllrohr 2 ganz außen das Hüllrohr 3 in der Mitte und das Hüllrohr 4 ganz innen angeordnet. Das Hüllrohr 2 übernimmt bei diesem Absorberstab die Trage funktion. Selbstverständlich kann auch eines der anderen Hüllrohre 3, 4 als Tragrohr ausgebildet werden. Aus diesem Grunde sind seine Wände entsprechend dick ausgebildet. An seinem unteren Ende ist die Spitze 6 angesetzt insbesondere angeschweißt. Die Spitze 6 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Hüllrohre 2, 3 und 4. Die Länge des äußeren Hüllrohres 2 ist so gewählt, daß es die in seinem Inneren angeordneten Hüllrohre 3 und 4 um einige Zentimeter überragt.The absorber rod 1 shown in Fig. 1 comprises essentially three cylindrical cladding tubes 2, 3 and 4, an absorber part 5 and a tip 6. The three In this exemplary embodiment, cladding tubes are made of steel. Your diameter are chosen so that they can be arranged coaxially with one another. It is the cladding tube 2 on the very outside, the cladding tube 3 in the middle and the cladding tube 4 on the very inside arranged. The cladding tube 2 takes on the carrying function of this absorber rod. Of course, one of the other cladding tubes 3, 4 can also be designed as a support tube will. For this reason, its walls are made correspondingly thick. On his At the lower end, the tip 6 is attached, in particular welded on. The tip 6 is preferably made of the same material as the cladding tubes 2, 3 and 4. The Length of the outer Cladding tube 2 is chosen so that it is in his Inside arranged cladding tubes 3 and 4 protrudes by a few centimeters.

Wie bereits erwähnt sind im Inneren des Hüllrohres 2 die beiden Hüllrohre 3 und 4 angeordnet. Der Durchmesser des mittleren Hüllrohres 3 ist so gewählt, daß zwischen ihm und dem äußeren Hüllrohr 2 ein Ringspalt 7 besteht. Dieser Ringspalt ist für die Führung des Kühlgasstromes vorgesehen. Der Durchmesser des inneren Hüllrohres 4 ist ebenfalls so gewählt, daß zwischen ihm und dem mittleren Hüllrohr ein Zwischenraum 8 gebildet wird. In diesem zylindrischen Zwischenraum 8 ist der zylinderförmig ausgebildete Absorberteil 5 angeordnet. Der Zwischenraum 8 ist am unteren Ende beispielsweise durch eine Ringscheibe 9 verschlossen. Diese ist an den unteren Enden der beiden Hüllrohre 3 und 4 befestigt. Das obere Ende des Hüllrohres 3 ist nach innen umgebogen und am oberen Ende des Hüllrohres 4 befestigt. Damit ist der zylindrische Zwischenraum 8, indem sich der Absorberteil 5 befindet vollständig gasdicht umschlossen. Das obere Ende des Hüllrohres 4 kann über eine Halterung (hier nicht mehr dargestellt) am oberen Ende des Absorberstabes 1 befestigt werden. Das Innere des Hüllrohres 4 bleibt im wesentlichen frei. Lediglich in seiner Längsachse ist eine, das obere Ende des Absorberstabes 1 mit der Spitze 6 verbindende, stabähnliche Halterung 10 angeordnet.As already mentioned, the two cladding tubes are inside the cladding tube 2 3 and 4 arranged. The diameter of the central cladding tube 3 is chosen so that there is an annular gap 7 between it and the outer cladding tube 2. This annular gap is intended for guiding the cooling gas flow. The diameter of the inner cladding tube 4 is also chosen so that there is a gap between it and the central cladding tube 8 is formed. In this cylindrical interspace 8, the cylindrical space is formed Absorber part 5 arranged. The space 8 is at the lower end, for example closed by an annular disk 9. This is at the bottom of the two Cladding tubes 3 and 4 attached. The upper end of the cladding tube 3 is bent inward and attached to the upper end of the cladding tube 4. So that is the cylindrical space 8, in which the absorber part 5 is completely enclosed in a gas-tight manner. That upper end of the cladding tube 4 can be via a bracket (no longer shown here) be attached to the upper end of the absorber rod 1. The inside of the cladding tube 4 remains essentially free. Only in its longitudinal axis is one, the upper one The rod-like holder 10 connecting the end of the absorber rod 1 to the tip 6 arranged.

Zwischen der Spitze 6 und den unteren Enden der Hüllrohre 3 und a besteht ebenfalls ein Zwischenraum, der mindestens so breit wie der Ringspalt 7 ist.Between the tip 6 and the lower ends of the cladding tubes 3 and a there is also an intermediate space which is at least as wide as the annular gap 7 is.

Im oberen Bereich des Absorberstabes 1 sind als Schlitze ausgebildete Eintrittsöffnungen für das Kühlgas (hier nicht dargestellt) vorgesehen. Dieser Kühlgasstrom wird von dort in das Innere des Hüllrohres 4 geleitet.In the upper area of the absorber rod 1 are designed as slots Inlet openings for the cooling gas (not shown here) are provided. This cooling gas flow is passed from there into the interior of the cladding tube 4.

Im oberen Bereich des Absorberstabes 1 sind vorzugsweise als Schlitze ausgebildete Öffnungen 12 für den Austritt des Gasstromes vorgesehen. Die Schlitze durchsetzen das äußere3 Hüllrohr 2. Sie sind in einer Ebene rund um das Hüllrohr angeordnet.In the upper area of the absorber rod 1 are preferably as slots formed openings 12 provided for the exit of the gas stream. The slots penetrate the outer3 cladding tube 2. They are in one plane around the cladding tube arranged.

Der von oben in den Innenraum 11 des Hüllrohres 4 geleitete Kühlgasstrom strömt aufgrund der vorherrschenden Druckdifferenz durch das Innere des Hüllrohres 4 entlang des Absorberteils 5 hindurch bis zur Spitze 6 des Absorberstabes. Dort wird der Kühlgasstrom umgelenkt. Es strömt jetzt in den Ringspalt 7 und gelangt zwischen dem mittleren und äußeren Hüllrohr zu den Austrittsschlitzen 12. Dadurch wird die andere Seite des Absorberteils im unteren und mittleren Bereich ebenfalls gekühlt. Das Kühlgas tritt durch die Austrittsschlitze wieder aus dem Absorberstab aus.The cooling gas flow directed from above into the interior space 11 of the cladding tube 4 flows through the interior of the cladding tube due to the prevailing pressure difference 4 along the absorber part 5 through to the tip 6 of the absorber rod. there the cooling gas flow is diverted. It now flows into the annular gap 7 and arrives between the middle and outer cladding tube to the outlet slots 12. As a result the other side of the absorber part in the lower and middle area also becomes chilled. The cooling gas exits the absorber rod through the outlet slots the end.

Fig. 2 zeigt einen weiteren Absorberstab, der mit dem in Fig.Fig. 2 shows a further absorber rod, which with the in Fig.

gezeigten und in der dazugehörigen Beschreibung erläuterten Absorberstab 1 nahezu baugleich ist. Bei dieser Ausführungsform des Absorberstabes sind lediglich die Austrittsschlitze 12 über dem oberen Ende des Absorberteiles 5, insbesondere über dem oberen Ende des Hüllrohres 3 angeordnet. Es handelt sich auch hierbei wiederum um Schlitze 12, die das Hüllrohr 2 durchsetzen . Sie sind in einer Ebene rund um das Hüllrohr 2 angeordnet. Ihre Anzahl richtet sich vorzugsweise nach der Menge und der Geschwindigkeit mit der das Kühlgas aus dem Absorberstab austreten soll. Das Kühlgas selbst wird auch bei diesem Absorberstab oben über Eintrittsschlitze 13 (hier nicht dargestellt) in den Innenraum 11 des Hüllrohres 4 geleitet. absorber rod shown and explained in the associated description 1 is almost identical. In this embodiment of the absorber rod are only the outlet slots 12 above the upper end of the absorber part 5, in particular Arranged over the upper end of the cladding tube 3. It is also here again around slots 12 which penetrate the cladding tube 2. They are in a plane all around the cladding tube 2 is arranged. Their number is preferably based on the amount and the speed at which the cooling gas should exit the absorber rod. The cooling gas itself is also in this absorber rod at the top via inlet slots 13 (not shown here) passed into the interior 11 of the cladding tube 4.

Der Gasstrom wird auch hierbei bis zur Spitze 6 entlang des Absorberteiles 5 geleitet. An der Spitze 6 wird der Kühlgasstrom umgeleitet und strömt entlang des Ringspaltes 7 aufgrund der vorherrschenden Druckdifferenz bis zu den Austrittsschlitzen 12 oberhalb des Hüllrohres 3.The gas flow is also here up to the tip 6 along the absorber part 5 headed. The cooling gas flow is diverted at the tip 6 and flows along it of the annular gap 7 due to the prevailing pressure difference up to the outlet slots 12 above the cladding tube 3.

Die Anordnung der Austrittsschlitze 12 über dem oberen Ende des Absorberteiles 5 ist ebenfalls möglich, jedoch nicht unbedingt notwendig. Vielmehr reicht es für die Kühlung des Absorberstabes aus, wenn die Austrittsschlitze 12 zwar im oberen Bereich des Absorberstabes 1 jedoch noch im Bereich des Absorberteiles 5 angeordnet werden, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Ein optimale Kühlungswirkung wird dann erreicht, wenn die Austrittschlitze 12 für den Kühlgasstrom in einer solchen Höhe über der Spitze 6 angeordnet werden, daß sie sich bei in die Brennelementschüttung eingefahrenem Absorberstab oberhalb der Kugelhaufenoberfläche befinden.The arrangement of the outlet slots 12 over the upper end of the absorber part 5 is also possible, but not absolutely necessary. Rather, it is enough for the cooling of the absorber rod when the outlet slots 12 although in the upper However, the area of the absorber rod 1 is still arranged in the area of the absorber part 5 as shown in FIG. An optimal cooling effect is then reached when the outlet slots 12 for the cooling gas flow at such a height be arranged above the tip 6 so that they are in the fuel assembly retracted absorber rod are above the pebble surface.

Fig. 3 zeigt ebenfalls einen Absorberstab. Dieser ist im wesentlichen wie der in Fig.l dargestellte Absorberstabaufgebaut. Lediglich wird hierbei der durch die am oberen Ende des Absorberstabes befindlichen Eintrittsschlitze 13 (hier nicht dargestellt) einströmende Kühlgasstrom in den Ringspalt 7 zwischen dem äußeren Hüllrohr 2 und dem mittleren Hüllrohr 3eingeleitet. Der Kühlgasstrom wird entlang dieses Ringspaltes 7 zur Kühlung des Absorberteiles 5, das auf einer Seite durch das Hüllrohr 3 begrenzt wird, bis zur Spitze 6 des Absorberstabes geführt. Dort wird der Kühlgasstrom umgelenkt und ion das Innere des inneren Hüllrohres 4 geleitet.Fig. 3 also shows an absorber rod. This is essentially constructed like the absorber rod shown in Fig.l. Only here is the through the entry slots 13 located at the upper end of the absorber rod (here not shown) flowing cooling gas flow in the annular gap 7 between the outer Cladding tube 2 and the middle cladding tube 3 introduced. The cooling gas flow is along this annular gap 7 for cooling the absorber part 5, which on one side through the cladding tube 3 is limited, guided up to the tip 6 of the absorber rod. there the cooling gas flow is deflected and passed through the interior of the inner cladding tube 4.

Das Kühlgas strömt entlang des Hüllrohres 4, das die zweite Seite des Absorberteiles 5 begrenzt, wieder nach oben bis es die Austrittsschlitze 12 erreicht hat. Die für den Austritt des Kühlgases vorgesehenen Austrittsschlitze 12 sind auch hierbei im oberen Bereich des Absorberstabes 1 vorgesehen Die Austrittsschlitze 12 sind vom Inneren des Hüllrohres 4 aus nach außen geführt. Sie durchsetzen sowohl alle drei Hüllrohre 2, 3 und 4 sowie den Absorberteil 5 und den Ringspalt 7.The cooling gas flows along the cladding tube 4, which is the second side of the absorber part 5, again upwards until it reaches the outlet slots 12 has reached. The outlet slots provided for the outlet of the cooling gas 12 are also provided in the upper area of the absorber rod 1. The outlet slots 12 are led from the inside of the cladding tube 4 to the outside. They enforce both all three ducts 2, 3 and 4 as well as the absorber part 5 and the annular gap 7.

Alle Austrittsschlitze 12 sind gegen den Absorberteil und den Ringspalt hermetisch verschlossen. Die Austrittsschlitze 12 sind im Inneren des Hüllrohres 4 rundum in einer Ebene liegend angeordnet. Ihre Anzahl und ihre Größe richtet sich nach der Menge und der Geschwindigkeit des auszutretenden Gasstromes.All outlet slots 12 are against the absorber part and the annular gap hermetically sealed. The outlet slots 12 are in the interior of the cladding tube 4 arranged lying all around in one plane. Their number and size are determined according to the amount and the speed of the gas flow to be exited.

Fig. 4 zeigt eine Variante des in Fig 3 dargestellten Absorberstabes. Hierbei sind die Austrittsschlitze 12 über dem Absorberteil 5, insbesondere über dem oberen Ende des Hüllrohres 3 angeordnet. Die Führung des Kühlgasstromes erfolgt bei diesem Absorberstab in gleicher Weise wie bei dem in Fig. 3 dargestellten Stab. Die Austrittsschlitze 12 gehen auch hierbei vom Inneren des Hüllrohres 4 aus und durchsetzen den Ringspalt 7 sowie das äußere Hüllrohr 2. Die Anordnung der Austrittsschlitze über dem Absorberteil 5 ist auch bei dieser Führung des Kühlgasstromes nicht unbedingt erforderlich. Es wird bereits eine ausreichende Kühlung des Absorberstabes erreicht, wenn die Austrittsschlitze 12 wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Absorberstab in der oberen Hälfte des Stabes, jedoch noch im Bereich des Absorberteils 5 angeordnet werden. Es sollte jedoch auch hierbei darauf geachtet werden, daß sich die Schlitze bei eingefahrenem Stab über der Brennelementschüttung befinden.FIG. 4 shows a variant of the absorber rod shown in FIG. Here, the outlet slots 12 are above the absorber part 5, in particular above the upper end of the cladding tube 3 is arranged. The cooling gas flow is guided in this absorber rod in the same way as in the rod shown in FIG. The outlet slots 12 also start here from the interior of the cladding tube 4 and penetrate the annular gap 7 and the outer jacket tube 2. The arrangement of the outlet slots above the absorber part 5 is also not absolutely necessary with this guidance of the cooling gas flow necessary. Sufficient cooling of the absorber rod is already achieved, when the outlet slots 12 as in the absorber rod shown in Fig. 1 in the upper half of the rod, but still arranged in the area of the absorber part 5 will. However, it should also be ensured here that the slots when the rod is retracted above the fuel element bed.

Der oben beschriebene Absorberstab kommt vorzugsweise in dem, in Fig. 5 und 7 dargestellten Hochtemperaturreaktor zum Einsatz. Die Figuren 5 und 6 lassen einen Spannbetondruckbehälter 21 erkennen, der zylindrisch ausgeführt und zentral im Inneren eines ebenfalls zylindrischen Sicherheitsbehälters aus Stahlbeton angeordnet ist. Innerhalb des Spannbetondruckbehälters 21 sind ein Hochtemperaturreaktor 22 und die weiteren Komponenten des Primär- oder Kühlgaskreislaufes untergebracht. Diese umfassen einen Gasturbosatz sowie je zwei Rekuperatoren, Vorkühler und Zwischenkühler.The absorber rod described above is preferably used in the one shown in Fig. 5 and 7 shown high temperature reactor is used. Figures 5 and 6 leave recognize a prestressed concrete pressure vessel 21, which is cylindrical and central arranged inside a likewise cylindrical safety container made of reinforced concrete is. A high-temperature reactor 22 is located inside the prestressed concrete pressure vessel 21 and the other components of the primary or cooling gas circuit are housed. These include a gas turbine set as well as two recuperators, pre-coolers and intercoolers.

Der Hochtemperaturreaktor 22, der in einer Kaverne 23 eingebaut ist, ist als graphitmoderierter, heliumgekühlter Reaktor ausgeführt, dessen Brennelemente kugelförmig ausgebildet sind. Unterhalb des Bodens des Reaktorkerns befindet sich ein Heißgassammelraum 24 zur Aufnahme des aus dem Kern austretenden erhitzten Gases. Über dem Reaktorkern ist ein Warmgassammelraum 25 vorgesehen, der das aus dem Hauptkreislauf rückströmende Gas aufnimmt, bevor es wieder dem Reaktorkern zugeleitet wird. Der Reaktorkern ist von einem zylindrisch ausgebildeten thermischen Schild 26 sowie thermischen Deckenschild 26A umgeben.The high-temperature reactor 22, which is installed in a cavern 23, is designed as a graphite-moderated, helium-cooled reactor, its fuel elements are spherical. Located below the bottom of the reactor core is a hot gas plenum 24 for receiving the heated gas emerging from the core. Above the reactor core a hot gas plenum 25 is provided which the gas flowing back from the main circuit takes up before it returns to the reactor core is forwarded. The reactor core is of a cylindrically shaped thermal Surrounding shield 26 and thermal ceiling shield 26A.

Die Kaverne 23 weist zur Abdichtung einen Liner 27 auf, der reaktorseitig keine Wärmeschutzeinrichtung sowie Isolierung oder Kühlsystem besitzt. Zwischen dem thermischen Schild 26 und dem Liner 27 befindet sich ein Ringraum 28. Ein weiterer Raum 28A ist zwischen dem thermischen Deckenschild 26A und dem Liner 27 vorgesehen. Durch die Decke des Spannbetonbehälters 21 erstrecken sich Panzerrohre 40, in denen die erfindungsgemäßen Absorberstäbe 1 bewegbar angeordnet sind.For sealing purposes, the cavern 23 has a liner 27 on the reactor side Has no thermal protection, insulation or cooling system. Between the thermal shield 26 and the liner 27 is an annular space 28. Another Space 28A is provided between thermal ceiling shield 26A and liner 27. Armored pipes 40 extend through the ceiling of the prestressed concrete container 21, in which the absorber rods 1 according to the invention are movably arranged.

Diese können unmittelbar in die Schüttung der kugelförmigen Brennelemente eingefahren werden. Durch ein Zugaberohr 52 können die Brennelemente in den Hochtemperaturreaktor 22 eingegeben werden. Die Entfernung der Brennelemente aus dem Kern erfolgt durch ein Abzugsrohr 53. In den Fig. 7 und 8 ist ein im Hochtemperaturreaktor angeordneter Absorberstab 1 genauer dargestellt.These can be inserted directly into the bulk of the spherical fuel elements be retracted. The fuel elements can be fed into the high-temperature reactor through an addition tube 52 22 must be entered. The fuel elements are removed from the core by an exhaust pipe 53. In FIGS. 7 and 8, one is arranged in the high temperature reactor Absorber rod 1 shown in more detail.

Durch zwei seitlich unten am Hochtemperaturreaktor 22 angebrachte Austrittsstutzen 29 und ebenso viele seitlich oben angebrachte Eintrittsstutzen 20 ist der Hochtemperaturreaktor 22 mit den übrigen Komponenten des Hauptkreislaufes verbunden. Senkrecht unter dem Hochtemperaturreaktor 22 ist ein horizontaler Stollen 31 in den Spannbetondruckbehälter 21 gearbeitet, indem in getrennten Gehäusen eine einwellige Gasturbine 32 ein ND-Verdichter 33 und HD-Verstärker 3a installiert sind. Die Verdichter sitzen mit der Gasturbine auf einer gemeinsamen Welle. Ein (nicht dargestellter) Generator, der im Sicherheitsbehälter aufgestellt ist, ist mit der Gasturbine 32 gekoppelt.By two laterally attached at the bottom of the high temperature reactor 22 Outlet nozzles 29 and the same number of inlet nozzles attached laterally at the top 20 is the high-temperature reactor 22 with the other components of the main circuit tied together. Perpendicularly below the high temperature reactor 22 is a horizontal gallery 31 worked in the prestressed concrete pressure vessel 21 by a single-shaft gas turbine 32, a LP compressor 33 and HP amplifier 3a are installed. The compressors sit on a common shaft with the gas turbine. A (not shown) generator, which is set up in the containment, is with the Gas turbine 32 coupled.

Zwei vertikale Gasführungsstollen 35 erstrecken sich seitlich neben der Gasturbine 32 nach oben bis in die Höhe des Reaktorkernbodens. In jedem dieser Gasführungsstollen ist eine Heißgasleitung 36 installiert. Jede Heißgasleitung 36 ist mit einem der Reaktoraustrittsstutzen 29 und mit einem Turbineneintrittsstutzen verbunden. Im oberen Teil des Spannbetondruckbehälters 31 befinden sich zwei weitere vertikale Gasführungsstollen 37, die jeweils mit einem der Gasführungsstollen 35 fluchten. In ihnen ist je eine Warmgasleitung 38 angeordnet. Jede der Warmgasleitungen 38 ist an einen der beiden Reaktoreintrittsstutzen 30 angeschlossen.Two vertical gas guide tunnels 35 extend laterally alongside the gas turbine 32 up to the height of the Reactor core bottom. A hot gas line 36 is installed in each of these gas ducts. Every Hot gas line 36 is connected to one of the reactor outlet nozzles 29 and to a turbine inlet nozzle tied together. In the upper part of the prestressed concrete pressure vessel 31 there are two more vertical gas guiding tunnels 37, each with one of the gas guiding tunnels 35 cursing. A hot gas line 38 is arranged in each of them. Each of the hot gas lines 38 is connected to one of the two reactor inlet nozzles 30.

Auf einem Teilkreis um die Reaktorkaverne 23 sind sechs vertikale Pods 39 vorgesehen, die mit berstsicheren Deckeln 40 abgeschlossen sind. Die Pods 39 dienen zur Aufnahem der wärmetauschenden Apparate, wobei in symmetrischer Anordnung zu dem Turbinenstollen 31 zwei Rekuperatoren 41, zwei Vorkühler 42 und zwei Zwischenkühler 43 untergebracht sind.On a pitch circle around the reactor cavern 23 are six vertical ones Pods 39 are provided, which are closed with rupture-proof lids 40. The pods 39 are used to accommodate the heat exchanging apparatus, in a symmetrical arrangement to the turbine tunnel 31 two recuperators 41, two precoolers 42 and two intercoolers 43 are housed.

Alle wärmetauschenden Apparate sind in gleicher Höhe wie die Reaktorkaverne 23 installiert. Außer den Pods 39 sind noch drei weitere vertikale Pods 49 vorhanden, die zur Aufnahme eines Nachwärmeabfuhrsystems dienen.All heat exchanging apparatus are at the same height as the reactor cavern 23 installed. In addition to the pods 39, there are three further vertical pods 49, which serve to accommodate a residual heat removal system.

In Höhe des Turbinenstollens sind in dem Spannbetondruckbehälter 21 mehrere horizontale Gasführungen vorgesehen, die die wärmetauschenden Apparate eines Stranges miteinander bzw. mit dem Gasturbosatz verbinden. Als Gasleitung zwischen Rekuperator und Vorkühler eines jeden Stranges dient eine Gasführung 44, während die Verbindung zwischen den beiden Rekuperatoren 41 und den Turbinenaustrittsstutzen jeweils durch eine Gasführung 45 hergestellt ist.At the level of the turbine tunnel are in the prestressed concrete pressure vessel 21 several horizontal gas ducts are provided, which the heat exchanging apparatus of a Connect the strand with each other or with the gas turbine set. As a gas line between Recuperator and pre-cooler of each line is a gas duct 44, while the connection between the two recuperators 41 and the turbine outlet nozzle is made in each case by a gas duct 45.

Von den Vorkühlern 42 zu den beiden Eintrittsstutzen des ND-Verdichters 33 wird das Gas jeweils durch eine Gasführung 46 geleitet. Zwischen den ND-Verdichterausgängen und den beiden Zwischenkühlern 43 ist jeweils eine Gasführung 47 vorgesehen. Auf einer etwas tieferen Ebene befinden sich noch zwei Gasführungen 48, die die beiden Zwischenkühler 43 mit den Eingängen des HD-Verdichters verbinden.From the pre-coolers 42 to the two inlet connections of the LP compressor 33, the gas is passed through a gas guide 46 in each case. Between the LP compressor outputs and a gas duct 47 is provided for each of the two intercoolers 43. on a slightly lower level there are two gas ducts 48, which the two Connect intercooler 43 to the inputs of the HP compressor.

Von dem HD-Verdichter 34 zu den beiden Rekuperatoren 41 wird das Gas auf einem großen Teil seines Strömungsweges durch die vertikalen Gasführungsstollen 35 und 37 geleitet, wobei es außen an den Heißgasleitungen 36 und den Warmgasleitungen 38 entlangströmt, die als koaxiale Gasführungen ausgebildet sind. Auf seinem Weg von dem Gasführungsstollen 35 zu dem Gasführungsstollen 37 wird das Gas, das eine Temperatur von ca. 110° aufweist, koaxial zu den Reaktoraustrittsstutzen 29 in die Reaktorkaverne 23 geführt und tritt hier in den Ringraum 28 zwischen dem thermischen Schild 26 und dem Liner 27 ein. In diesem Ringraum strömt es nach oben in den Raum 28A wobei es den Liner 27 im Bereich des Ringraumes 28 und Raumes 28A kühlt. Gemäß der Erfindung wird ein Teil des in dem Raum 28A zwischen dem Liner 27 und thermischen Deckenschild 26A befindlichen Kaltgases, das wie bereits erwähnt eine Temperatur von ca. 110° C aufweist, als Kühlgasstrom in die Absorberstäbe 1 eingeleitet.The gas is transferred from the HP compressor 34 to the two recuperators 41 on a large part of its flow path through the vertical gas guide tunnels 35 and 37, with the outside of the hot gas lines 36 and the hot gas lines 38 flows along, which are designed as coaxial gas guides. On his way from the gas guide tunnel 35 to the gas guide tunnel 37, the gas, the one Has a temperature of about 110 °, coaxially to the reactor outlet nozzle 29 in the Reactor cavity 23 out and occurs here in the annular space 28 between the thermal Shield 26 and the liner 27. In this annulus it flows up into the room 28A whereby it cools the liner 27 in the area of the annular space 28 and space 28A. According to the invention becomes part of the space 28A between the liner 27 and thermal Ceiling shield 26A located cold gas, which, as already mentioned, a temperature of about 110 ° C., introduced into the absorber rods 1 as a cooling gas stream.

Fig. 7 und 8 zeigen einen Teilschnitt durch den Spannbetonbehälter 21 den Liner 27, das thermische Deckenschild 26A den Deckenreflektor 60 und die Brennelementschüttung 63. In den Fig. 7 und 8 ist zusätzlich ein in den Spannbetonbehälter eingelassenes Panzerrohr 40 ebenfalls im Längs schnitt zu sehen. In diesem Panzerrohr 40 ist ein Absorberstab beweglich angeordnet. Die Bewegung des Absorberstabes erfolgt über bekannte Vorrichtungen, die hier nicht näher erläutert werden. Der Absorberstab 1 kann innerhalb des Panzerrohres 40 vertikal nach oben und unten verfahren werden. Der obere Bereich des Absorberstabes 1 weist Eintrittsschlitze 13 für das aus dem Raum 28A kommende Kaltgas auf. Innerhalb des Raumes 28A aus dem das Kaltgas abgeleitet wird, ist um den Absorberstab 1 ein Zylinder 61 angeordnet, der an das untere Ende des Panzerrohres 40 gasdicht anschließt. Dieser Zylinder steht mit seinem unteren Ende auf dem thermischen Deckenschild 26A auf. Eine spezielle Dichtung (hier nicht näher dargestellt) zwischen dem thermischen Deckenschild 26A und dem Absorberstab 1 verhindert, daß das in dem Zylinder 61 befindliche Kaltgas in den Raum 65 unter dem thermischen Schild strömen kann, in dem sich Warmgas von etwa 4680 C befindet. Der in Fig. 7 dargestellte Absorberstab ist bis zu seiner maximalen Einfahrtiefe in die Brennelementschüttung 63 eingefahren. Die für den Austritt des durch den Absorberstab 1 geleiteten Kühlgasstromes vorgesehenen Austrittsöffnungen 12 befinden sich über der Brennelementschüttung 63. Wie bereits in den Beschreibungen zu den Fig. 1 bis 4 erläutert wird ein Kühlgasstrom in die Eintrittsschlitze 13 des Absorberstabes geleitet. Der Kühlgasstrom wird aus dem das kaltgasbeinhaltenden Raum 28A abgeleitet. Das Kaltgas strömt durch die Eintrittsschlitze 13 aufgrund der vorhandenen Druckdifferenz in das Innere des Absorberstabes. Je nach Ausbildung desselben wird das Kühlgas entweder entlang des Ringspaltes zwischen dem äußeren und dem mittleren Hüllrohr oder innerhalb des inneren Hüllrohres bis zur Spitze 6 des Absorberstabes geleitet. Dort wird der Kühlgasstrom umgelenkt. Je nach Bauart des Absorberstabes erfolgt die Rückleitung des Kühlgases zu den im oberen Bereich des Stabes befindlichen Austrittsschlitzen 12 entweder durch das innere Hüllrohr 4 oder den Ringspalt 7. Das den Absorberstab kühlende Gas tritt dann oberhalb der Brennelementschüttung aus.7 and 8 show a partial section through the prestressed concrete container 21 the liner 27, the thermal ceiling shield 26A, the ceiling reflector 60 and the Fuel element bed 63. In FIGS. 7 and 8 there is an additional one in the prestressed concrete container Recessed armored tube 40 can also be seen in the longitudinal section. In this armored pipe 40, an absorber rod is movably arranged. The movement of the absorber rod takes place via known devices, which are not explained in more detail here. The absorber rod 1 can be moved vertically up and down within the armored pipe 40. The upper region of the absorber rod 1 has entry slots 13 for the from Room 28A incoming cold gas. Within the space 28A from which the cold gas is derived is, a cylinder 61 is arranged around the absorber rod 1, which is attached to the lower end of the armored pipe 40 connects in a gastight manner. This cylinder stands with its lower one End on the thermal Ceiling sign 26A on. A special seal (not shown here) between the thermal ceiling shield 26A and the Absorber rod 1 prevents the cold gas in the cylinder 61 from entering the Space 65 can flow under the thermal shield, in which hot gas of about 4680 C. The absorber rod shown in Fig. 7 is up to its maximum Depth of penetration into the fuel element bed 63. The for the exit of the through the absorber rod 1 directed cooling gas flow provided outlet openings 12 are located above the fuel element bed 63. As in the descriptions A cooling gas flow into the inlet slots 13 is explained in relation to FIGS. 1 to 4 of the absorber rod. The cooling gas flow is made up of that containing the cold gas Room 28A derived. The cold gas flows through the inlet slots 13 due to the existing pressure difference in the interior of the absorber rod. Depending on the training the same is the cooling gas either along the annular gap between the outer and the middle cladding tube or within the inner cladding tube up to the tip 6 of the absorber rod. There the cooling gas flow is diverted. Depending on the design of the absorber rod is the return of the cooling gas to the in the upper area of the rod located outlet slots 12 either through the inner cladding tube 4 or the annular gap 7. The gas cooling the absorber rod then occurs above the Fuel element pouring out.

In Fig. 8 ist ein Absorberstab dargestellt, der fast vollständig aus der Brennelementschüttung 63 ausgefahren ist.In Fig. 8, an absorber rod is shown, which almost completely the fuel element bed 63 is extended.

bei Wie Fig. 8 weiter zeigt, ist es auch/dieser Stellung des Absorberstabes möglich, den Kühlgasstrom aus dem Kaltgasbereich des Raumes 28A abzuleiten. Die für den Austritt des Kühlgases aus dem Absorberstab 1 vorgesehenen Austrittsschlitze 12 befinden sich bei dieser Stellung des Absorberstabes im Bereich des das Warmgas beinhaltenden Raumes 65. at As FIG. 8 further shows, it is also / this position of the absorber rod possible to derive the cooling gas flow from the cold gas area of the room 28A. the for the exit of the cooling gas from the absorber rod 1 provided exit slots 12 are in this position of the absorber rod in the area of the hot gas containing room 65.

Dieser Raum 65 ist zum Kaltgasraum hin verschlossen, während er über Öffnungen 66 mit dem Bereich über der Brennelementschüttung 63 in Verbindung steht. Zwischen dem Absorberstab 1 und dem Raum 65 bestehen keinerlei Trennvorrichtungen. Das aus den Austrittsschlitzen 12 des Absorberstabes 1 ausströmende Kühlgas wird somit direkt in den Warmgasbereich des Raumes 65 geleitet.This space 65 is closed to the cold gas space, while it is about Openings 66 is connected to the area above the fuel element bed 63. There are no separating devices between the absorber rod 1 and the space 65. The cooling gas flowing out of the outlet slots 12 of the absorber rod 1 is thus passed directly into the hot gas area of room 65.

Selbstverständlich ist es auch möglich den Kühlgasstrom für den Absorberstab 1 aus dem Warmgasbereich abzuleiten. Ebenso kann der Absorberstab 1 auch so ausgebildet und gehaltert werden, daß bei voll in die Schüttung eingefahrenem Absorberstab, die Austrittsschlitze 12 für das Kühlgas innerhalb der Schüttung liegen.Of course, it is also possible to use the cooling gas flow for the absorber rod 1 derive from the hot gas area. The absorber rod 1 can also be designed in this way and are held so that when the absorber rod is fully retracted into the bed, the outlet slots 12 for the cooling gas lie within the bed.

Claims

Claims Gas-cooled high-temperature reactor with a bed spherical fuel elements with gas-cooled fuel elements that can be inserted directly into the bed Absorber rods whose cooling gas is supplied in the upper area of the absorber rod and which have three steel cladding tubes arranged one inside the other, two of which Cladding tubes enclose the absorber part in a gas-tight manner and at least one of the three cladding tubes is designed as a support tube, with between the outer and the middle cladding tube an annular gap and the central interior of the absorber rod for the passage is free of cooling gases, characterized in that the path of the cooling gas flow in the absorber rod (1) from above through inlet openings (13) along one of the The absorber part (5) enclosing the jacket tube (3 or 4) to the lower end of the absorber part (5) and along the other jacket tube surrounding the absorber part (5) (4 or 3) up to a minimum height that can be specified above the tip (6) of the absorber rod (1) arranged outlet openings (12) is passed.

2. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 1, characterized in that that the cooling gas flow through the interior (11) of the cladding tube. (4) along it Inner wall up to the tip (6) of the absorber rod (1), deflected there and in the annular gap (7) between the outer and the middle cladding tube (2, 3) upwards is passed to the outlet openings (12).

3. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 2, characterized in that that from the annular gap (7) outgoing, the outer cladding tube (2) penetrating Outlet openings (12) are provided for the cooling gas flow, which in at least a plane around the annular gap (7) are arranged.

4. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 1, characterized in that that the cooling gas flow in the annular gap (7) between the outer and the middle cladding tube (2, 3) is guided to the tip (6) of the absorber rod, deflected there and within of the inner cladding tube (4) is passed up to the outlet openings (12).

5. Gas-cooled high-temperature reactor according to claim 4, characterized in that that from within the inner cladding tube (4) from several leading to the outside, the three cladding tubes (2, 3, 4) penetrating against the absorber part (5) and the annular gap (7) hermetically separated outlet openings (12) provided for the cooling gas flow are.

6. Gas-cooled high-temperature reactor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inlet and outlet openings (12 and 13) for the cooling gas flow are designed as slots.

7. Gas-cooled high-temperature reactor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outlet openings (12) in the upper part of the absorber rod (1) arranged below the upper end of the absorber part (5) are.

8. Gas-cooled high-temperature reactor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outlet openings (12) above the upper end of the absorber part (5) are arranged.

9. Gas-cooled high-temperature reactor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cooling gas flow passed through the absorber rod (1) is derived from the cold gas range

10. Gas-cooled high-temperature reactor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the absorber rod (1) conducted cooling gas flow derived from a gas storage containing a foreign gas is.

11. Gas-cooled high-temperature reactor according to one of claims 1 to 10, characterized in that the outer jacket tube (2) is designed as a support tube is.